1. 資深在線營銷客戶代表團 隊,爲您提供專業的服務

    0577-86991009

    低溫閥門標準與產品結構材料選擇
    2015-02-02 丨 點擊次數:4439

     低溫閥門包括低溫球閥低溫閘閥低溫截止閥低溫安全閥低溫止回閥低溫蝶閥,低溫針閥,低溫節流閥,低溫減壓閥等,主要用於乙烯,液化天然氣裝置,天然氣LPG LNG儲罐,接受基地及衛星站,空分設備,石油化工尾氣分離設備,液氧、液氮、液氬、二氧化碳低溫貯槽及槽車、變壓吸附製氧等裝置上。輸出的液態低溫介質如乙烯、液氧、液氫、液化天然氣、液化石油產品等,不但易燃易爆,而且在升溫時要氣化,氣化時,體積膨脹數百倍。

    液化天然氣閥門的材料非常重要,材質不合格,會造成殼體及密封面的外漏或內漏;零部件的綜合機械性能、強度和鋼度滿足不了使用要求甚至斷裂。導致液化天然氣介質泄漏引起爆炸。因此,在開發、設計、研製液化天然氣閥門的過程中,材質是首要關鍵的問題。

    經過多年製造,已積累了豐富的經驗,從設計、工藝到製造日趨成熟,並已開發形成了低溫閥門的系列產品。

     

    低溫閥門其他參數

    →閥體輕、尺寸小。爲了減少閥體的熱損失,特別是爲了保證閥門超低溫下的使用,特意設計成重量輕、尺寸小的閥體。

    →長軸閥有。低溫流體流經的閥,採用長閥杆形式,可以避開外部熱的作用使壓蓋保持常溫,以防止蓋密封件的性能降低。此長度是通過計算、試驗而得出的最佳長度。

    →理想的閥座。軟密封構造:在SW、BW形式下,閥體不能從配管上拆下爲了不換修閥體閥座採用軟接觸閥座。閥芯密封採用低溫特性穩定性好的含有15%玻璃纖維的特氟陲或戴氟隆,還可根據需要自行更換。硬金屬密封構造:金屬密封用於閘閥及有防火要求的閥上。是在閥座的接觸面加上鎢鉻鈷合金金屬襯套,提高表面硬度,提高防燒傷及耐磨性能。

    →氣化升壓構造閘閥採用撓性構造,實行全部密閉。因此,此時閥體內部的液化氣體被密封,在吸收了外部熱量溫度上升時,就會出現再氣化現象,引起閥門內部升壓。爲了防止此種現象,採用了在閥芯上開設減壓孔的構造。耐久性出色的壓蓋填料在壓蓋部位採用耐久性好的特氟隆環形填料。此填料可依靠內壓具有自壓密封性能,因此,用較小的緊固力矩就可輕鬆地進行控制。且摩擦力小,因此操作輕便。

    →墊片是使用了含有具有穩定密封性的陶瓷填充材料的特氟隆材質。另外,還使用具有對於常溫、低溫頻繁轉換的及對溫度變化密封穩定性的纏有渦旋形金屬表面的墊片。

    低溫閥門產生泄漏的原因,主要有兩種情況,一是內漏;二是外漏。

    1)閥門產生內漏主要原因是密封副在低溫狀態下產生變形所致。當介質溫度下降到使材料產生相變時造成體積變化,使原本研磨精度很高的密封面產生翹曲變形而造成低溫密封不良。

    2)閥門的外漏:其一是閥門與管路採用法蘭連接方式時,由於連接墊料、連接螺栓、以及連接件在低溫下材料之間收縮不同步產生鬆弛而導至泄漏。因此可把閥體與管路的連接方式由法蘭連接改爲焊接結構,避免了低溫泄漏。其二是閥杆與填料處的泄漏。

     

    閥門低溫試驗參考方法:

    1.試驗前的準備

    *清除閥門零件的油漬,將它們擦乾淨並在乾淨,沒有灰塵和油漬的環境下將閥門裝配好;

    *將螺栓擰緊到預定的力矩值和拉力值,並記錄下該值;

    *用合適的熱電偶與閥門連接,從而能在整個試驗過程中監控閥門的溫度。

    2.試驗

    *將閥門安裝在試驗容器內並連接好,要確保閥門填料處在容器頂部沒有汽化氣體的位置

    *在室溫下用規定介質氣體以最大閥座試驗壓力進行初始的系統驗證試驗,以確保閥門是在合適的狀態下,然後開始進行試驗

    *將閥門浸入液氮中進行冷卻,液體的水平面至少淹住閥體與閥蓋的連接部位,在整個冷卻過程中一直向閥門提供氦氣。在冷卻過程中,用安裝在適當位置上的熱電偶對閥門的溫度進行監控。

    **閥門在試驗溫度下達到穩定。用熱電偶測定溫度以確信閥門的溫度達到均勻。

    **在試驗溫度下用氦氣以最大閥座試驗壓力進行初始的驗證試驗

    **在閥門的進口側進行閥座壓力試驗,能夠雙向密封的閥門,對兩個閥座分別進行試驗。

    使閥門處在開啓位置,關閉閥門出口側的針形閥,將閥腔中的壓力升至閥座試驗壓力。將該壓力保持規定的要求,檢查閥門填料處及閥體與蓋連接處是否泄漏,應無泄漏。

    使閥門恢復室溫,再進行常溫密封試驗:

    試驗完成後,將閥門清潔、吹乾,檢查合格後出廠

     

    低溫閥門試驗設備

    1.低溫閥試驗裝置

    2.液氮儲存裝置

    3.低溫處理槽

    4.低溫試驗檯,以保證閥門在低溫工況條件下的性能

     

    低溫閥門材料選擇

    1.閥體、閥蓋採用:LCB(-46℃)、LC3(-101℃)、CF8(304)(-196℃)

    2.閘板:不鏽鋼堆焊鈷基硬質合金

    3.閥座:不鏽鋼堆焊鈷基硬質合金

    4.閥杆:0Cr18Ni9

     

    低溫閥門主體材料

     

    低溫閥門材料非常重要,材質不合格,會造成殼體及密封面的外漏或內漏;零部件的綜合機械性能、強度和鋼度滿足不了使用要求甚至斷裂。

    1.低溫閥門主體材料選用應考慮的因素

    從金相考慮,金屬材料中除了具有面心立方晶格的奧氏體鋼、銅、鋁等以外,一般的鋼材在低溫狀態下會出現低溫脆性,從而降低閥門的強度和使用壽命。選擇主體材料時首先要選用適合於低溫下工作的材料。鋁在低溫下不會出現低溫脆性,但因鋁及鋁合金的硬度不高,鋁密封面的耐磨、耐擦傷性能差,所以在低溫閥門中的使用有一定的限制,僅在低壓和小口徑閥門中選用。在低溫工作的材料要保證低溫閥門的低溫性能,主要是保證其冷衝擊強度。低溫閥門閥內件必須通過正確選材,使其具有足夠的冷衝擊強度,才能防止斷裂。C和Cr的合金鋼在低於-20℃時候很快失去抗衝擊強度,所以使用溫度分別限制在-30℃和-50℃。含Ni量爲3.5%的鎳鋼可以使用到 -100℃,含Ni量9%的鎳鋼可以使用到-192℃。奧氏體不鏽鋼、鎳、蒙乃爾合金、哈氏合金、鈦、鋁合金及青銅可以使用到更低的溫度(-273℃)。

     

    除此以外,低溫閥門的材料選用還應考慮以下一些因素:

    (1) 閥門的最低使用溫度;

    (2) 金屬材料在低溫下保持工作條件所需要的力學性能,特別是衝擊韌性、相對延伸率及組織穩定性;

    (3) 在低溫及無油潤滑的情況下,具有良好的耐摩性;

    (4) 具有良好的耐蝕性;

     

    2.閥體、閥蓋、閥座、閥瓣(閘板)材料的選用

     

    低溫閥門主體零部件材料的選用原則大致是:溫度高於-100℃時選用鐵素體鋼;溫度低於-100℃時選用奧氏體鋼;低壓及小口徑閥門可選

    3.閥杆及緊固件的材料選用

     

    溫度高於-100℃時,閥杆和螺栓材料採用Ni、,Cr-Mo等合金鋼,經適當的熱處理,以提高抗拉強度和防止螺紋咬傷等。溫度低於-100℃時,採用奧氏體不鏽耐酸鋼製造。但18-8耐酸鋼硬度低,會造成閥杆與填料相互擦傷,致使填料處泄漏。所以,閥杆表面必須鍍硬鉻( 鍍層厚0.04-0.06mm),或進行氮化和鍍鎳磷處理,以提高表面硬度。爲防止螺母與螺栓咬死,螺母一般採用Mo鋼或Ni鋼,同時在螺紋表面塗二硫化鉬。

     

    低溫閥門標準與產品結構

    1.設計:API6D、JB/T7749

    2.閥門常規檢查和試驗:按API598標準。

    3.閥門低溫檢查和試驗:按JB/T7749。

    4.驅動方式:手動、傘齒輪傳動及電動驅動裝置。

    5.閥座形式:閥座採用焊接結構,密封面堆焊鈷基硬質合金,保證閥門的密封性能。

    6.閘板採用彈性結構,在進壓端設計卸壓孔。

    7.單向密封的閥門閥體上標有流向標誌。

    8.低溫球閥、閘閥、截止閥,蝶閥採用長頸結構,以保護填料。

    9.超低溫球閥標準:JB/T8861-2004

     

    低溫閥門試驗和檢驗

    對低溫閥的主要零部件作低溫處理並每批抽樣作低溫衝擊試驗,以保證閥門在低溫工況時不脆裂,經得起低溫介質衝擊。

    對每臺閥門進行以下試驗:

    1.常溫殼體強度試驗;

    2.常溫低壓上密封試驗;

    3.常溫低壓密封試驗;

    4.低溫上密封氣密試驗(有上密封時);

    5.低溫氣密封試驗等,以確保整臺低溫閥門符合標準的規定;

    6.對低溫閥的主要零部件作低溫處理並每批抽樣作低溫衝擊試驗,以保證閥門在低溫工況時不脆裂,經得起低溫介質衝擊;

    7.低溫(深冷)閥門均按相應材料規範進行低溫處理和衝擊試驗

    8.搞靜電功能更加強大,閥體與閥杆或內件與閥體間導通電阻小於1歐姆。

     

    低溫閥門產品規格和設計參數

    1.壓力等級:150、300、600Lb、900LB、1500LB(45MPa)

    2.閥門通徑:15~1200 mm ( 1/2~48" )。

    3.連結形式:法蘭式、焊接式、螺紋。

    4.閥門材料:LCB、LC3、CF8。

    5.工作溫度:-46℃、-101℃、 -196℃、-253℃

    6.適用介質:液化天然氣、乙烯、丙烯等。

    7.驅動方式:手動、傘齒輪傳動、電動。

     

    低溫閥門製造和試驗

    低溫閥門的生產製定了嚴格的製造工藝和採用專用設備,對零件的加工進行嚴格的質量控制。經特殊的低溫處理,將粗加工的零件置於冷卻介質中數小時(2-6小時),以釋放應力,確保材料的低溫性能,保證精加工尺寸,以防閥門在低溫工況時,因溫度變化造成變形而導致的泄漏。閥門的裝配與普通閥門也不同,零件需經過嚴格的清洗,除去任何油污,以保證使用性能。

    上一篇:氨氣閥門工作原理及注意事項
    下一篇:最後一篇
    • 污水處理廠

      污水處理廠

    • 石油

      石油

    • 熱電站

      熱電站

    • 化工

      化工

    • 水電站

      水電站

    合作夥伴 |